PREDCHÁDZAJÚCE ČLÁNKY SÉRIE:
1. časť:https://www.semargl.sk/fotovoltika-mytusy-a-realita/, 2. časť: https://www.semargl.sk/vykon-fotovoltickeho-modulu-panelu/, 4. časť: https://www.semargl.sk/ostrovna-prevadzka-vs-fotovoltika/
Celý článok smeruje k tomuto bodu. Tu vám ukážem na jednoduchom porovnaní rôznych kombinácií modulov a zostáv ako si správne vybrať to čo je pre vás najvhodnejšie.
Všetci totiž vidíme iba počiatočnú cenu modulu a chce za tú cenu čo najviac muziky. Výrobcovia cenu vzťahujú k akémusi optimálnemu výkonu modulu. Ako už ale vieme optimálne podmienky nastávajú vtedy keď ich takmer vôbec nepotrebujeme (leto, slnko, teplo, netreba svietiť, všetko je OK).
Ak si ale uvedomíme
POROVANIE VYBRANÝCH MODULOV
Na obrázku vidíme v ľavo moduly monokryštalické a v pravo polykryštalické. Porovnával som iba tieto dve varianty a na nich vysvetlím ako som sa dopracoval k výsledku.
K dispozícii som mal aj iné moduly ale tie som postupne vylučoval z tohoto porovnania nakoľko neboli ničím zaujímavé.
Ceny uvedené sú bez antidumpingového cla a bez DPH. Teda výsledná cena je vyššia. Ale na porovnanie stačí aj takáto cena aby sme pochopili o čo v porovnaní ide.
Pri porovnaní Mono vs. Poly by sme sa mali riadiť tou zásadou, že ak máme moduly s podobnými paramnetrami tak by sme si mali pre slovensko vybrať polykryštál. Ak by sme ale dostali dobrú cenu na špičkový Monokryštál, tak je na ďalšom zvážení ako sa zachováme.
V tabuľke sú ceny modulov, výkony pri 1000W/m2, výkony pri rôznych intenzitách oslnenia od 800W/m2 až po 100W/m2. Niektoré moduly skončili pri 200W/m2 nakoľko iné hodnoty som už nezistil.
Poďme k jednotlivým hodnotám.
Účinnosť vypočítaná
Nejako moc ma nezaujímala účinnosť udávaná výrobcom ale vapočítala sa na základe jeho zadaných parametrov. Je to reálnejšie číslo
Účinnosť bunky/článku
Účinnosť článku by sa zdalo, že nás nezaujíma, ale je dôležitá z toho dôvodu aby sme si vedeli predstaviť približnú kvalitu výroby. Ak je veľký rozdiel medzi účinnosťou článku a modulom, tak je v neporiadku najčastejšie sklo. Sklo je všeobecne problém všade. Ide totiž o amorfný materiál a to je alchýmia.
Tu je zaujímavá bunka spoločnosti BlueSun pri module polykryštalickom, ktorej hodnota je 20,06%. Ide však o neprevereného dodávateľa, a objektivita merania je minimálne neznáme, takže moc by som sa na tento údaj nespoliehal.
Jednoznačne vedie monokryštalický článok Panasonic HIT s účinnosťou 21,35%. Tento modul som tu umiestnil z toho dôvodu že cena je stále dostupná a ide o naozaj špičkový modul! Chcel som porovnať aj moduly od spoločnosti SunPower ale ich cena ma hneď na začiatku odradila.
Pmpp – výkony na module pri rôznych intenzitách
Tu vidíme aké výkony majú jednotlivé moduly pri priamom oslnení intenzitami 800,400,200 a 100W/m2.
To je údaj, ktorý nám hovorí konečne niečo rukolapné.
Výrobcov, ktorý udávajú iba do 400W/m2 som do tabuľky samozrejme nedával…
Účinnosť modulu pri…
Ide o účinnosť modulu pri rôznych intenzitách ( 800,400,200 a 100W/m2). Tu si môžeme všimnúť pri module Q.PLUS, že jeho účinnosť s poklesom intenzity slnečneého žiarenia stúpa.
Vidno to aj na grafe už raz vyššie použitom.
Je to spôsobené hlavne tým, že články sú veľmi kvalitné a chemicky čisté, a spolu v spolupráci so znižujúcou sa teplotou modulu sa dvíha napätie na článku čím jeho výkon stúpa.
Modul BlueSun ako som písal neberiem do úvahy, nakoľko relevantnosť meraní mi foirma nevedela potrdiť. Narozdiel od firmy HANWHA, ktorá je jedným z najväčších výrobcov modulov na svete. Len pre zaujímavosť tá firma zamestnáva viac ľudí ako je v bývalom Československu, Poľsku a možno aj Maďarsku dokopy.
Modul Q.PLUS má síce nárast účinnosti ale ako vidíme tak Panasonic HIT má účinnosti stále vyššie aj napriek tomu že jeho účinnosť klesá, tak ako u väčšiny modulov.
€/Wp pri 800,400,200,100W/m2
Toto je výsledná tabuľka ktorá nás zaujíma. Tu vidíme aká je cena vyrobeného wattu pri rôznych intenzitách. Ako som hovoril, keď je slnko tak vyrába každý modul. To je nám ale naozaj vtedy už nanič. My potrebujeme vyrábať pri 100 a 200W/m2 a teda musíme si všímať cenu vztiahnutú na výkony pri týchto intenzitách.
Tui vidíme, že vyhrávajú „číňania“ neoverenej kvality ako Bluesun a Perligth. Okrem toho ide o monokryštály.
U polykryštálov vyhráva z dôvodu nedostatku cien Q.PLUS.
Zaujímavosť:
Firma JINKO SOLAR vyrába zaujímavý modul, ktorý som do porovnania zatiaľ nedal, ale neskôr urobím porovnanie aj s ním. Ide o modul JINKO EAGLE MX. Je zaujímavý tým, že je vybavený optimalizérom najnovšej generácie MAXIM VT8024 link: https://www.maximintegrated.com/content/dam/files/design/technical-documents/white-papers/modeling-maxim-solar-cell-optimizers-in-pvsyst.pdf
Cena optimalizéru je odhadom okolo 0,06€/W čím sa radí v cene na špičku. Jeho vlastnosti sú tiež pozoruhodné. Viac na linku.
Záver:
Tabuľka je síce pekná a čo to nám o moduloch vie povedať, ale nepovedala nám nič o tom ako sa moduly psrávajú v difúznom svetle!!!
Všetky hodnoty, ktoré sú v tabuľke uvedené sú udávané pri AM1,5 čo je viditeľné svetlo, s identifikovateľnými slnečnými lúčmi. Teda ide o porovnanie modulov v slnku.
Ako by sa správali v difúznom prostredí vieme iba odhadnúť na základe chemického a kryštalického zloženia článkov.
Tu predpokladáme, že polykryštál v difúznom prostredí vyrábab a monokryštál nevyrába, alebo iba veľmi veľmi slabo.
Z porovnávaných modulov sa javí ako najlepší pomker cena/výkon, s prihliadnutím referencie výrobcu a s prihliadnutím na to, že prednostne vyberáme polykryštál, modul Q.PLUS. Tento modul použijem aj pre ďalšie porovnanie celkových zostáv.
POROVANIE VYBRANÝCH ZOSTÁV
Na obrázku POROVNANIE ZOSTÁV vidíme 3 varianty
- Ide o natáčacie zariadenie s modulmi Q.PLUS o výkone 3,36kWp a s použitím optimalizácie výkonu poľa mikromeničom. Toto usporiadanie je zaujímavé tým, že od modulov nejde DC ale AC (striedavý prúd) čím je možné použiť veľmi tenké káble a všetky moduly je možné zapojiť paralelne čím odstránime efekt poklesu výkonu stringu ak klesne výkon jedného panelu v sérii. Sieť domácnosti je230V AC.
- Ide o natáčacie zariadenie s modulmi Q.PLUS o výkone 3,36kWp a s použitím optimalizácie výkonu poľa optimalizérom dostupným na trhu (MAXIM na trhu ešte nie je). Toto usporiadanie je zaujímavé tým, že eliminujeme straty v moduloch pri pohybe tieňov po module. Sieť domácnosti je48V DC.
- Ide o statické uloženie modulov Q.PLUS o výkone 3×3,36kWp=10,08kWp, zatiaľ bez použitia optimalizácie aby sa už takto vysoká cena ešte viac nepredražila. Toto usporiadanie je zaujímavé tým, že vie aj vo veľmi zlých podmienkach vyrobiť dostatočné množstvo energie a nabiť batérie. Sieť domácnosti je230V AC.
Prejdime k tomu čo vidíme v tabuľke:
Ceny
V tejto časti vidíme čo všetko je zaradené do výpočtu zostavy.
Pri variante 1. som do zostavy zaradil pre niekoho nepochopiteľne aj hybridný menič a to z toho dôvodu, že v zostave máme aj batérie, ktoré je potrebné nabíjať 48VDC, no z modulov nám ide 230VAC. Moduly sú preto v hybridnom meniči zapojené do konektoru určeného pre verejnú sieť, ďalej je tam zaradená aj elektrocentrála a menič má vlastný regulátor nabíjania. Hybridný menič má teda všetko potrebné k tomu aby prerozdeľoval energiu podľa prednastavených priorít.
Varianta 2. má už iba solárny regulátor a menič nemá vôbec nakoľko táto zostava uvažuje s tým, že domová sieť bude 48V DC. DC je pre domácnosti zo zdravotného hľadiska veľmi výhodná a je výhodná aj z hľadiska strát zariadení večer kedy slnko nesvieti, nakoľko regulátor aj optimalizéry sú „vypúnuté“ a energia prúdi iba z batérií do domácej siete.
Varianta 3. v podstate nie je ničím zaujímavá, nakoľko ide o klasickú zostavu.
Zaujímavosť je iba v tom, že moduly sú otočené od severu po 125°na východ a západ aby zachytávali zimné slnko ráno a večer a sú nakolmo, z toho dôvodu aby maximalizovali výkon práve ráno a večer kedy je sklon slnka nad horizontom 0-5° (viď obrázok s veľkým kruhom – pohyb slnka).
Výkony
V tejto časti som sa snažil rôznymi porovnaniami z reality, a modelov z pvgis určiť výkony elektrární pri žiarení okolo 100W/m2 a to počas priameho slnka, v zatienení modulu a v difúznom svetle. Hodnota 100W/m2 je typická aj pre difúzne svetlo, ale na rozdiel od primeho oslnenia sa tu nedá určiť smer svietenia a frekvencie ako už vieme sú posunuté k fialovej.
Úhrny
Tu vidíme, že logicky elektráreň s výkonom cez 10kW vyrába najviac energie. Ešte ale nevieme či sa to aj cenovo oplatí. To zistíme zachvíľu.
Zvláštne je však to, že zimná výroba EE nie je 3- násobná aj keď inštalovaný výkon 3-násobný je!
Ceny / Wp
Záver tabuľky je rozhodujúci pre výber zostavy.
Vidíme že najlepšie hodnoty dosahuje natáčací systém s mikromeničmi iba v prípade, že by sme elektrárne porovnávali v čase kedy svieti slnko. Varianta 1
V tieni vyhráva natáčací systém s DC sieťou. Varinata 2.
A počas difúzneho svetla vyhráva Varianta 3. Prečo to tak je som už raz čiastočne popisoval. Pri difúznom svetle je totiž jedno kde je modul otočený, lebo svetlo má všesmerovú charakteristiku a nevieme určiť zdroj svetla. A teda aj modul otočený na sever vyrába tak isto ako mnodul otočený na juh. Iba moduly otočené na oblohu vyrábajú vtedy najcviac.
Zaujímavosť:
Ak sa ale pozrieme na priemernú cenu za Wp, tak zistíme, že sa až tak nerozlišujú. No nevieme určiť presný čas kedy a ako dlho svieti priame slnko, tieni, alebo je difúzne svetlo.
Je nutné si však uvedomiť, že úhrny energie v tabuľke sú PRIEMERNÉ a pokojne sa môže stať, a aj sa stáva, že 2 týždne prípadne aj mesiac budú úhrny energie 1/4 alebo 1/10 z uvedených. Naopak, môže sa stať aj to, a tiež sa to stáva, že úhrny energií sú 2-násobné aj 4-násobné ak sa bavíme o zimnom období. Na túto druhú variantu sa však spoliehať nie je moc dobré a pre bezpečnosť je nutné uvažovať aspoň s 1/2 priemeru a na túto sumu energie dimenzovať elektráreň a hlavne batérie!
Záver:
ak by sme predpokladali zlú zimu, alebo zimu v hmlystých lokalitách, tak by sme mali ísť do Varianty 3. Ak by sme uvažovali, že zima bude pekná, alebo by sme navrhovali elektráreň pre Lomnický štít tak by sme mali ísť do Varianty 1. Varianta 3. je inštalácia veľmi individuálna vzhľadom na Dc sieť a je skôr vhodná pre ostrovbný systém.
